Iespēja, ka dzīvība varētu pastāvēt uz Marsa, vairāk nekā gadsimta garumā ir iemūžinājusi pētnieku, zinātnieku un rakstnieku iztēli. Kopš Džovanni Šiaparelli (un vēlāk Percival Lowell) 19. gadsimtā tika pamanīts, kas, viņuprāt, bija “Marsa kanāli”, cilvēki ir sapņojuši par to, ka kādu dienu nosūtīs uz Sarkano planētu emisārus, cerot atrast civilizāciju un satikt vietējos marsiešus.
Kamēr Jūrnieks un Vikingu 60. un 70. gadu programmas sagrāva jēdzienu par Marsa civilizāciju, kopš tā laika ir parādījušās vairākas pierādījumu līnijas, kas norāda, kā dzīve kādreiz varēja pastāvēt uz Marsa. Pateicoties jaunam pētījumam, kas norāda, ka Marsam var būt pietiekami daudz skābekļa gāzes, kas aizslēgts zem tā virsmas, lai atbalstītu aerobos organismus, teorija, ka dzīvība varētu joprojām pastāv tur ir dots vēl viens stimuls.
Pētījums, kas nesen parādījās žurnālā Dabas ģeozinātne, vadīja Vlada Stamenkovic, Zemes un planētu zinātniece un teorētiskā fiziķe no NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas. Viņam pievienojās vairāki JPL un Ģeoloģijas un planētu zinātnes nodaļas locekļi Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā (Caltech).
Vienkārši sakot, iespējamajai lomai, ko skābekļa gāze varētu būt bijusi uz Marsa, vēsturiski nav pievērsta liela uzmanība. Tas ir saistīts ar faktu, ka skābeklis veido ļoti niecīgu daļu no Marsa atmosfēras, kuru galvenokārt veido oglekļa dioksīds un metāns. Tomēr ģeoķīmiskie pierādījumi no Marsa meteorītiem un mangānam bagātajiem iežiem uz tā virsmas ir parādījuši augstu oksidācijas pakāpi.
Tas varētu būt saistīts ar pagātnē uz Marsa esošu ūdeni, kas norāda, ka skābeklim ir bijusi loma Marsa garozas ķīmiskajos apstākļos. Lai izpētītu šo iespēju, Stamenkovi un viņa komanda izskatīja divus pierādījumus, ko savākusi Ziņkārība roveris. Pirmie bija Curiosity’s Chemistry and Mineralogy (CheMin) instrumenta ķīmiskie pierādījumi, kas apstiprināja augstu oksidācijas līmeni Marsa iežu paraugos.
Otrkārt, viņi izmantoja pierādījumus, ko ieguva Mars Express ” Marsa uzlabotais radars pazemes un jonosfēras skanēšanai (MARSIS), kas norādīja uz ūdens klātbūtni zem Marsa dienvidu polārā reģiona. Izmantojot šos datus, komanda sāka aprēķināt, cik daudz skābekļa varētu pastāvēt zemūdens spožās atradnēs un vai ar to pietiks, lai uzturētu aerobos organismus.
Viņi sāka ar visaptverošas termodinamiskās shēmas izstrādi, lai aprēķinātu O2 šķīdību šķidros sālījumos (sālsūdenī un citos šķīstošos minerālos) Marsa apstākļos. Veicot šos aprēķinus, viņi pieņēma, ka O2 padeve bija Marsa atmosfēra, kas spēs radīt kontaktus ar virszemes un zemes virsmām - un līdz ar to arī nododama.
Tālāk viņi apvienoja šo šķīdības sistēmu ar Marsa vispārējās cirkulācijas modeli (GCM), lai noteiktu gada ātrumu, kādā O2 izšķīst sālījumos - ņemot vērā vietējos spiediena un temperatūras apstākļus uz Marsa šodien. Tas ļāva viņiem nekavējoties pamanīt, kuri reģioni, visticamāk, uztur augstu O2 šķīdības līmeni.
Visbeidzot, viņi aprēķināja vēsturiskās un nākotnes izmaiņas Marsa slīpumā, lai noteiktu, kā aerobās vides izplatība attīstījās pēdējo 20 miljonu gadu laikā un kā tās varētu mainīties nākamajos 10 miljonos. No tā viņi secināja, ka pat sliktākajā gadījumā Marsa iežos un pazemes rezervuāros bija pietiekami daudz skābekļa, lai atbalstītu aerobos mikrobi. Kā Stamenkovičs sacīja Space Magazine:
“Mūsu rezultāts ir tāds, ka mūsdienu Marsa apstākļos skābekli var izšķīdināt dažādos sālījumos koncentrācijās, kas ir daudz lielākas nekā aerobajiem mikrobiem nepieciešama elpošana. Pagaidām mēs nevaram sniegt paziņojumus, kas saistīti ar gruntsūdeņu potenciālu, taču mūsu rezultāti var liecināt par vēsu sālījumu esamību, kas iedarbojas uz klintīm, veidojot mangāna oksīdus, kas novēroti ar MSL. ”
Pēc saviem aprēķiniem viņi atklāja, ka lielākā daļa zemes virszemes vides uz Marsa pārsniedza skābekļa līmeni, kas nepieciešams aerobai elpošanai (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3), līdz pat 6 lieluma pakāpei. Tas ir samērojams ar skābekļa līmeni Zemes okeānos šodien un ir augstāks nekā tas, kas pastāvēja uz Zemes pirms Lielā oksigenācijas notikuma, aptuveni pirms 2,35 miljardiem gadu (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Šie atklājumi norāda, ka dzīve joprojām varētu pastāvēt pazemes sālsūdens atradnēs, un piedāvā izskaidrojumu ar augsti oksidētu iežu veidošanos. "MSL's Curiosity rover ir atklājis mangāna oksīdus, kas parasti veidojas tikai tad, kad ieži mijiedarbojas ar ļoti oksidētiem iežiem," sacīja Stamenkovičs. "Tātad mūsu rezultāti varētu izskaidrot šos atklājumus, ja klāt bija vēsie sālījumi un skābekļa koncentrācija bija līdzīga vai lielāka nekā šodien, kamēr ieži tika mainīti."
Viņi arī secināja, ka ap polārajiem reģioniem, kur bija daudz augstāka O2 koncentrācija, varētu būt vairākas vietas, kas būtu pietiekami, lai atbalstītu sarežģītāku daudzšūnu organismu, piemēram, sūkļu, esamību. Tikmēr vide ar vidēju šķīdību, iespējams, varētu notikt zemāk esošos apgabalos, kas atrodas tuvāk ekvatoram un kuriem ir lielāks virsmas spiediens, piemēram, Hellas un Amazonis Planitia, kā arī Arābijā un Tempe Terra.
No visa tā sāk parādīties attēls, kā dzīve uz Marsa varēja migrēt pazemē, nevis vienkārši pazust. Kad atmosfēra tika lēnām attīrīta un virsma atdzisusi, ūdens sāka sasalst un ieplūst zemē un pazemes kešatmiņā, kur bija pietiekami daudz skābekļa, lai atbalstītu aerobos organismus, neatkarīgi no fotosintēzes.
Lai arī šī iespēja varētu radīt jaunas iespējas dzīvības meklējumos uz Marsa, tomēr to meklēt ir ļoti grūti (un nav ieteicams). Iesākumā iepriekšējās misijas ir izvairījušās no vietām uz Marsa ar ūdens koncentrāciju, baidoties tos piesārņot ar Zemes baktērijām. Tātad, kāpēc gaidāmās misijas, piemēram, NASAMarss 2020 Rover koncentrēsies uz virszemes augsnes paraugu vākšanu, lai meklētu pierādījumus par iepriekšējo dzīvi.
Otrkārt, lai gan šis pētījums piedāvā iespēju, ka dzīvība varētu pastāvēt virszemes kešatmiņā uz Marsa, tas nepārliecinoši pierāda, ka dzīvība joprojām pastāv uz Sarkanās planētas. Bet kā norādīja Stamenkovičs, tas paver durvis aizraujošiem jauniem pētījumiem un varētu būtiski mainīt to, kā mēs skatāmies uz Marsu:
“Tas nozīmē, ka mums joprojām ir tik daudz jāiemācās par dzīves potenciālu uz Marsa, ne tikai pagātni, bet arī tagadni. Tik daudz jautājumu paliek atklāti, bet arī šis darbs dod cerību izpētīt mūsdienās pastāvošās dzīvības iespējas uz Marsa - ar īpašu uzsvaru uz aerobo elpošanu, kas ir ļoti negaidīts. ”
Viena no lielākajām šī pētījuma sekām ir veids, kā tas parāda, kā Marss varēja attīstīt dzīvi citos apstākļos nekā Zeme. Tā vietā, lai anaerobos organismus rastos kaitīgā vidē un fotosintēzi izmantotu skābekļa iegūšanai (padarot atmosfēru piemērotu aerobiem organismiem), Marss varēja iegūt skābekli caur klintīm un ūdeni, lai uzturētu aerobos organismus aukstā vidē, prom no Saules.
Šim pētījumam varētu būt ietekme arī uz dzīvības meklēšanu ārpus Zemes. Lai arī zemes dzīļu mikrobi uz aukstām, izkaltušām eksoplanetām varētu šķist ideāli “apdzīvojami”, tā tomēr rada potenciālu iespēju meklēt dzīvi tāpat kā mēs nē zināt to. Galu galā dzīves atrašana ārpus Zemes būs revolucionāra, neatkarīgi no formas.
